Mecanismo de ação dos RNs – interação com coativadores e correpressores

Os receptores nucleares, assim como todas as outras proteínas celulares, são sintetizados nos ribossomos, localizados fora do núcleo celular. A passagem dos RNs até o núcleo requer o sinal de localização celular (NLS), localizado entre as bordas dos domínios C (DBD) e D (hinge)3. O resultado deste transporte é que a maioria dos RNs reside no núcleo, tanto na ausência, quanto na presença de seus ligantes cognatos (Fig 3a). A maior exceção é o

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receptor de glucocorticóides (GR), o qual na ausência do hormônio é mantido no citoplasma em complexo com chaperonas e proteínas de choque térmico (hsps). Nesse caso, a ligação do ligante induz à dissociação desse complexo, permitindo que o GR ativado pelo hormônio seja translocado até o núcleo37.

Na ausência de ligantes, os RNs geralmente inibem a transcrição através do recrutamento de moléculas auxiliares, como correpressores, desacetilases de histonas entre outras proteínas (Fig 3a). Os LBDs de muitos, mas não todos, os RNs são ligados a uma gama de correpressores transcricionais, como o correpressor de receptor nuclear-1 (Ncor1), ou o mediador silencioso para receptores de retinóides e hormônios tireoidianos (NCor-2, também chamado de SMRT). Essa ligação ocorre via interações com seqüências hidrofóbicas conservadas (IDs, motivo L/IXXIIXXL), que podem ser repetidas duas a três vezes em cada correpressor. A região do correpressor que contém esse motivo conservado é chamado de

corepressor nuclear-receptor box (CoRNR box), a qual aporta em um sulco hidrofóbico na

superfície do LBD, formado pelas hélices 3 e 4. A ligação de um receptor a uma molécula correpressora induz ao recrutamento de complexos transcricionais que contém histonas deacetilases específicas (HDACs). Estas deacetilases mantêm a estrutura condensada da cromatina na região do promotor-alvo, resultando na repressão gênica (Fig. 3b) 37, 38, 39, 40.

Em muitos casos, o ligante agonista promove mudanças conformacionais que levam a H12 a um posicionamento alternativo junto ao cerne do LBD. Este novo posicionamento causa a destruição do sulco hidrofóbico, resultando na dissociação do complexo formado com o correpressor. Este holo-posicionamento da H12 permite que moléculas coativadoras interajam com um motivo curto formado por LXXLL (onde L é o aminoácido leucina e X é qualquer aminoácido), chamado nuclear-receptor box, o qual está presente em muitos coativadores e é considerado um motivo comum para a interação com LBDs de receptores nucleares (Fig. 3c). O motivo LXXLL reconhece uma região formada pelas hélices 3, 4 e 12 do LBD similar, mas não idêntica à região envolvida na ligação com o correpressor, e

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determina uma regra decisiva no processo de interação RN-coativador37, 38, 39.

O complexo de moléculas coativadoras contém histonas acetil-transferases (HATs) e outras proteínas que aceleram a transcrição gênica através da modificação e relaxamento da cromatina, próxima à região promotora. É através dessas proteínas que ocorre a desrepressão da transcrição (Fig. 3d)37, 39, 40. Após esta etapa, outras moléculas coativadoras participam desse complexo, recrutando e estabilizando a holoenzima RNA polimerase II (Fig. 3e).

Figura 3 – Mecanismo de ação dos RNs. a. Os receptores nucleares são sintetizados no citoplasma e podem

ficar associados a proteínas ou serem transportados para o núcleo celular, na presença ou ausência de ligantes. b. Na ausência de ligantes os receptores ligados às HREs interagem com complexos de correpressores, com

proteínas que possuem atividade de histonas deacetilases (HADC). c. Após a ligação do ligante, os correpressores se dissociam e ocorre o recrutamento de moléculas coativadoras. d. Essas contém atividade de

histonas acetilases (HAT), desenovelando a cromatina e estabilizando a ligação de coativadores (CRM), permitindo a desrepressão do mecanismo de transcrição. e. Outras moléculas coativadoras são recrutadas (mediador TAF, por exemplo), as quais estabilizam a ligação do complexo formado pela holoenzima RNA

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Nos promotores de genes-alvo regulados pelos RNs encontram-se seqüências de bases que são responsáveis pelo reconhecimento específico do receptor, as quais compõem os chamados elementos responsivos ao hormônio (HREs). Os RNs podem atuar sobre essas seqüências na forma monomérica – como o fator esteroidogênico-1 (SF1); homodimérica - como os receptores de esteróides; ou heterodimérica com o parceiro promíscuo RXR - como os receptores de vitamina D (VDR), de hormônios tireoidianos (TR), de acido retinóico (RAR) e muitos receptores órfãos41. Modificações como mutações, extensões, duplicações, repetições e inversões na orientação relativa desses elementos geraram diversos tipos de HREs seletivos para cada tipo de receptor ou para uma dada classe de receptores, sendo as principais orientações dos HREs as repetições diretas espaçadas por zero a seis oligonucleotídeos; repetições invertidas, também chamadas de palindrômicas e repetições evertidas ou palíndromos invertidos38.

Diversas estruturas cristalográficas da porção LBD dos RNs têm sido determinadas para poucos apo- (ausência de ligantes) e muitos holo- (presença de ligantes) receptores, as quais têm provido importantes informações sobre os mecanismos envolvidos na ligação do ligante e transrrepressão dos RNs42. Essas estruturas indicam que todos os LBDs possuem uma estrutura geral comum, composta predominantemente por 12 α-hélices43. O tamanho do bolsão do ligante pode variar significativamente entre os membros da família, sua entrada é fechada pela décima segunda hélice – a hélice 12, a qual forma uma estrutura em formato de uma tampa ou portão do bolsão e contém resíduos cruciais para a função de AF-2. A orientação da H12 é uma conseqüência de efeitos alostéricos induzidos pela modificação conformacional de grupamentos químicos da proteína na presença ou ausência do ligante. O posicionamento dessa hélice constitui um importante elemento na regulação dos RNs, principalmente no recrutamento de coativadores e correpressores38.

A mudança conformacional induzida pelo agonista no LBD é uma manifestação da função de ativação de um receptor nuclear. O efeito alostérico do ligante na conformação do

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LBD também pode modular a atividade da função de ativação-1 (AF-1) do N-terminal através da comunicação cruzada entre os domínios N- e C-terminais. Os detalhes precisos da interação entre os domínios C- e N-terminais ainda são desconhecidos, pois nenhuma estrutura tridimensional de um receptor nuclear completo foi determinada, porém algumas evidências dessa interação foram relatadas para o receptor de androgênios –AR44.

Dados bioquímicos têm evidenciado uma enorme gama de fatores, geralmente componentes de complexos transcricionais multiproteicos, que coordenam a função dos RNs. Entre eles estão à família de proteínas associadas à arginina metiltransferase-1 (CARM); o complexo formado pelo fator intermediário de transcrição p160, o coativador de receptor nuclear e o coativador de receptor de esteroides (TIF/NCoA/SRC); a proteína E1A de ligação a proteína 300 (p300 ou CBP); o fator associado a p300 (PCAF); e as histonas acetiltransferases (HATs). Estas proteínas podem formar complexos estáveis em promotores responsivos, mas não necessariamente em solução. Atualmente, um grande número de proteínas que participam na regulação dos RNs tem sido descritas e, consequentemente os modelos sobre a regulação da transcrição têm se tornado extremamente complexos8, 45.

No documento Oligomerização, estruturas à baixa resolução, ligação ao DNA e ao ligante dos receptores... (páginas 30-34)